package com.dounine.ip;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class IPSeeker {
	//纯真IP数据库名   
    private String IP_FILE="QQWry.Dat";   
    //保存的文件夹   
    private String INSTALL_DIR="f:/qqwry";   
       
       
    // 一些固定常量，比如记录长度等等   
    private static final int IP_RECORD_LENGTH = 7;   
    private static final byte REDIRECT_MODE_1 = 0x01;   
    private static final byte REDIRECT_MODE_2 = 0x02;   
       
    // 用来做为cache，查询一个ip时首先查看cache，以减少不必要的重复查找   
    private Map<String, IPLocation> ipCache;   
    // 随机文件访问类   
    private RandomAccessFile ipFile;   
    // 内存映射文件   
    private MappedByteBuffer mbb;   
    // 起始地区的开始和结束的绝对偏移   
    private long ipBegin, ipEnd;   
    // 为提高效率而采用的临时变量   
    private IPLocation loc;   
    private byte[] buf;   
    private byte[] b4;   
    private byte[] b3;   
       
    public IPSeeker(String fileName,String dir)  {   
        this.INSTALL_DIR=dir;   
        this.IP_FILE=fileName;   
        ipCache = new HashMap<String, IPLocation>();   
        loc = new IPLocation();   
        buf = new byte[100];   
        b4 = new byte[4];   
        b3 = new byte[3];   
        try {   
            ipFile = new RandomAccessFile(IP_FILE, "r");   
        } catch (FileNotFoundException e) {   
            // 如果找不到这个文件，再尝试再当前目录下搜索，这次全部改用小写文件名   
            //     因为有些系统可能区分大小写导致找不到ip地址信息文件   
            String filename = new File(IP_FILE).getName().toLowerCase();   
            File[] files = new File(INSTALL_DIR).listFiles();   
            for(int i = 0; i < files.length; i++) {   
                if(files[i].isFile()) {   
                    if(files[i].getName().toLowerCase().equals(filename)) {   
                        try {   
                            ipFile = new RandomAccessFile(files[i], "r");   
                        } catch (FileNotFoundException e1) {
                        	e.printStackTrace();
                        	System.out.println("IP地址信息文件没有找到，IP显示功能将无法使用");
                            ipFile = null;   
                        }   
                        break;   
                    }   
                }   
            }   
        }    
        // 如果打开文件成功，读取文件头信息   
        if(ipFile != null) {   
            try {   
                ipBegin = readLong4(0);   
                ipEnd = readLong4(4);   
                if(ipBegin == -1 || ipEnd == -1) {   
                    ipFile.close();   
                    ipFile = null;   
                }              
            } catch (IOException e) {   
                e.printStackTrace();
                ipFile = null;   
            }              
        }   
    }   
       
       
    /**  
     * 给定一个地点的不完全名字，得到一系列包含s子串的IP范围记录  
     * @param s 地点子串  
     * @return 包含IPEntry类型的List  
     */  
    public List<IPEntry> getIPEntriesDebug(String s) {   
        List<IPEntry> ret = new ArrayList<IPEntry>();   
        long endOffset = ipEnd + 4;   
        for(long offset = ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {   
            // 读取结束IP偏移   
            long temp = readLong3(offset);   
            // 如果temp不等于-1，读取IP的地点信息   
            if(temp != -1) {   
                IPLocation ipLoc = getIPLocation(temp);   
                // 判断是否这个地点里面包含了s子串，如果包含了，添加这个记录到List中，如果没有，继续   
                if(ipLoc.getCountry().indexOf(s) != -1 || ipLoc.getArea().indexOf(s) != -1) {   
                    IPEntry entry = new IPEntry();   
                    entry.country = ipLoc.getCountry();   
                    entry.area = ipLoc.getArea();   
                    // 得到起始IP   
                    readIP(offset - 4, b4);   
                    entry.beginIp = Util.getIpStringFromBytes(b4);   
                    // 得到结束IP   
                    readIP(temp, b4);   
                    entry.endIp = Util.getIpStringFromBytes(b4);   
                    // 添加该记录   
                    ret.add(entry);   
                }   
            }   
        }   
        return ret;   
    }   
       
    public IPLocation getIPLocation(String ip){  
    	if((ip==null)||(ip!=null&&ip.equals("0:0:0:0:0:0:0:1"))){
    		ip = "127.0.0.1";
    	}
        IPLocation location=new IPLocation();   
        location.setArea(this.getArea(ip));   
        location.setCountry(this.getCountry(ip));   
        return location;   
    }   
       
    /**  
     * 给定一个地点的不完全名字，得到一系列包含s子串的IP范围记录  
     * @param s 地点子串  
     * @return 包含IPEntry类型的List  
     */  
    public List<IPEntry> getIPEntries(String s) {   
        List<IPEntry> ret = new ArrayList<IPEntry>();   
        try {   
            // 映射IP信息文件到内存中   
            if(mbb == null) {   
                FileChannel fc = ipFile.getChannel();   
                mbb = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, ipFile.length());   
                mbb.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);                
            }   
               
            int endOffset = (int)ipEnd;   
            for(int offset = (int)ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {   
                int temp = readInt3(offset);   
                if(temp != -1) {   
                    IPLocation ipLoc = getIPLocation(temp);   
                    // 判断是否这个地点里面包含了s子串，如果包含了，添加这个记录到List中，如果没有，继续   
                    if(ipLoc.getCountry().indexOf(s) != -1 || ipLoc.getArea().indexOf(s) != -1) {   
                        IPEntry entry = new IPEntry();   
                        entry.country = ipLoc.getCountry();   
                        entry.area = ipLoc.getArea();   
                        // 得到起始IP   
                        readIP(offset - 4, b4);   
                        entry.beginIp = Util.getIpStringFromBytes(b4);   
                        // 得到结束IP   
                        readIP(temp, b4);   
                        entry.endIp = Util.getIpStringFromBytes(b4);   
                        // 添加该记录   
                        ret.add(entry);   
                    }   
                }   
            }              
        } catch (IOException e) {   
        	e.printStackTrace();
        }   
        return ret;   
    }   
  
    /**  
     * 从内存映射文件的offset位置开始的3个字节读取一个int  
     * @param offset  
     * @return  
     */  
    private int readInt3(int offset) {   
        mbb.position(offset);   
        return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;   
    }   
  
    /**  
     * 从内存映射文件的当前位置开始的3个字节读取一个int  
     * @return  
     */  
    private int readInt3() {   
        return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;   
    }   
       
    /**  
     * 根据IP得到国家名  
     * @param ip ip的字节数组形式  
     * @return 国家名字符串  
     */  
    public String getCountry(byte[] ip) {   
        // 检查ip地址文件是否正常   
        if(ipFile == null)    
            return Message.bad_ip_file;   
        // 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式   
        String ipStr = Util.getIpStringFromBytes(ip);   
        // 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件   
        if(ipCache.containsKey(ipStr)) {   
            IPLocation ipLoc = ipCache.get(ipStr);   
            return ipLoc.getCountry();   
        } else {   
            IPLocation ipLoc = getIPLocation(ip);   
            ipCache.put(ipStr, ipLoc.getCopy());   
            return ipLoc.getCountry();   
        }   
    }   
       
    /**  
     * 根据IP得到国家名  
     * @param ip IP的字符串形式  
     * @return 国家名字符串  
     */  
    public String getCountry(String ip) {   
        return getCountry(Util.getIpByteArrayFromString(ip));   
    }   
       
    /**  
     * 根据IP得到地区名  
     * @param ip ip的字节数组形式  
     * @return 地区名字符串  
     */  
    public String getArea(byte[] ip) {   
        // 检查ip地址文件是否正常   
        if(ipFile == null)    
            return Message.bad_ip_file;   
        // 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式   
        String ipStr = Util.getIpStringFromBytes(ip);   
        // 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件   
        if(ipCache.containsKey(ipStr)) {   
            IPLocation ipLoc = ipCache.get(ipStr);   
            return ipLoc.getArea();   
        } else {   
            IPLocation ipLoc = getIPLocation(ip);   
            ipCache.put(ipStr, ipLoc.getCopy());   
            return ipLoc.getArea();   
        }   
    }   
       
    /**  
     * 根据IP得到地区名  
     * @param ip IP的字符串形式  
     * @return 地区名字符串  
     */  
    public String getArea(String ip) {   
        return getArea(Util.getIpByteArrayFromString(ip));   
    }   
       
    /**  
     * 根据ip搜索ip信息文件，得到IPLocation结构，所搜索的ip参数从类成员ip中得到  
     * @param ip 要查询的IP  
     * @return IPLocation结构  
     */  
    private IPLocation getIPLocation(byte[] ip) {   
        IPLocation info = null;   
        long offset = locateIP(ip);   
        if(offset != -1)   
            info = getIPLocation(offset);   
        if(info == null) {   
            info = new IPLocation();   
            info.setCountry (  Message.unknown_country);   
            info.setArea(Message.unknown_area);   
        }   
        return info;   
    }      
  
    /**  
     * 从offset位置读取4个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法  
     * 用了这么一个函数来做转换  
     * @param offset  
     * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败  
     */  
    private long readLong4(long offset) {   
        long ret = 0;   
        try {   
            ipFile.seek(offset);   
            ret |= (ipFile.readByte() & 0xFF);   
            ret |= ((ipFile.readByte() << 8) & 0xFF00);   
            ret |= ((ipFile.readByte() << 16) & 0xFF0000);   
            ret |= ((ipFile.readByte() << 24) & 0xFF000000);   
            return ret;   
        } catch (IOException e) {   
            return -1;   
        }   
    }   
  
    /**  
     * 从offset位置读取3个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法  
     * 用了这么一个函数来做转换  
     * @param offset 整数的起始偏移  
     * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败  
     */  
    private long readLong3(long offset) {   
        long ret = 0;   
        try {   
            ipFile.seek(offset);   
            ipFile.readFully(b3);   
            ret |= (b3[0] & 0xFF);   
            ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);   
            ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);   
            return ret;   
        } catch (IOException e) {   
            return -1;   
        }   
    }      
       
    /**  
     * 从当前位置读取3个字节转换成long  
     * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败  
     */  
    private long readLong3() {   
        long ret = 0;   
        try {   
            ipFile.readFully(b3);   
            ret |= (b3[0] & 0xFF);   
            ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);   
            ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);   
            return ret;   
        } catch (IOException e) {   
            return -1;   
        }   
    }   
     
    /**  
     * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是  
     * 文件中是little-endian形式，将会进行转换  
     * @param offset  
     * @param ip  
     */  
    private void readIP(long offset, byte[] ip) {   
        try {   
            ipFile.seek(offset);   
            ipFile.readFully(ip);   
            byte temp = ip[0];   
            ip[0] = ip[3];   
            ip[3] = temp;   
            temp = ip[1];   
            ip[1] = ip[2];   
            ip[2] = temp;   
        } catch (IOException e) {   
           e.printStackTrace(); 
        }   
    }   
       
    /**  
     * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是  
     * 文件中是little-endian形式，将会进行转换  
     * @param offset  
     * @param ip  
     */  
    private void readIP(int offset, byte[] ip) {   
        mbb.position(offset);   
        mbb.get(ip);   
        byte temp = ip[0];   
        ip[0] = ip[3];   
        ip[3] = temp;   
        temp = ip[1];   
        ip[1] = ip[2];   
        ip[2] = temp;   
    }   
       
    /**  
     * 把类成员ip和beginIp比较，注意这个beginIp是big-endian的  
     * @param ip 要查询的IP  
     * @param beginIp 和被查询IP相比较的IP  
     * @return 相等返回0，ip大于beginIp则返回1，小于返回-1。  
     */  
    private int compareIP(byte[] ip, byte[] beginIp) {   
        for(int i = 0; i < 4; i++) {   
            int r = compareByte(ip[i], beginIp[i]);   
            if(r != 0)   
                return r;   
        }   
        return 0;   
    }   
       
    /**  
     * 把两个byte当作无符号数进行比较  
     * @param b1  
     * @param b2  
     * @return 若b1大于b2则返回1，相等返回0，小于返回-1  
     */  
    private int compareByte(byte b1, byte b2) {   
        if((b1 & 0xFF) > (b2 & 0xFF)) // 比较是否大于   
            return 1;   
        else if((b1 ^ b2) == 0)// 判断是否相等   
            return 0;   
        else    
            return -1;   
    }   
       
    /**  
     * 这个方法将根据ip的内容，定位到包含这个ip国家地区的记录处，返回一个绝对偏移  
     * 方法使用二分法查找。  
     * @param ip 要查询的IP  
     * @return 如果找到了，返回结束IP的偏移，如果没有找到，返回-1  
     */  
    private long locateIP(byte[] ip) {   
        long m = 0;   
        int r;   
        // 比较第一个ip项   
        readIP(ipBegin, b4);   
        r = compareIP(ip, b4);   
        if(r == 0) return ipBegin;   
        else if(r < 0) return -1;   
        // 开始二分搜索   
        for(long i = ipBegin, j = ipEnd; i < j; ) {   
            m = getMiddleOffset(i, j);   
            readIP(m, b4);   
            r = compareIP(ip, b4);   
            // log.debug(Utils.getIpStringFromBytes(b));   
            if(r > 0)   
                i = m;   
            else if(r < 0) {   
                if(m == j) {   
                    j -= IP_RECORD_LENGTH;   
                    m = j;   
                } else    
                    j = m;   
            } else  
                return readLong3(m + 4);   
        }   
        // 如果循环结束了，那么i和j必定是相等的，这个记录为最可能的记录，但是并非   
        //     肯定就是，还要检查一下，如果是，就返回结束地址区的绝对偏移   
        m = readLong3(m + 4);   
        readIP(m, b4);   
        r = compareIP(ip, b4);   
        if(r <= 0) return m;   
        else return -1;   
    }   
       
    /**  
     * 得到begin偏移和end偏移中间位置记录的偏移  
     * @param begin  
     * @param end  
     * @return  
     */  
    private long getMiddleOffset(long begin, long end) {   
        long records = (end - begin) / IP_RECORD_LENGTH;   
        records >>= 1;   
        if(records == 0) records = 1;   
        return begin + records * IP_RECORD_LENGTH;   
    }   
       
    /**  
     * 给定一个ip国家地区记录的偏移，返回一个IPLocation结构  
     * @param offset 国家记录的起始偏移  
     * @return IPLocation对象  
     */  
    private IPLocation getIPLocation(long offset) {   
        try {   
            // 跳过4字节ip   
            ipFile.seek(offset + 4);   
            // 读取第一个字节判断是否标志字节   
            byte b = ipFile.readByte();   
            if(b == REDIRECT_MODE_1) {   
                // 读取国家偏移   
                long countryOffset = readLong3();   
                // 跳转至偏移处   
                ipFile.seek(countryOffset);   
                // 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向   
                b = ipFile.readByte();   
                if(b == REDIRECT_MODE_2) {   
                    loc.setCountry (  readString(readLong3()));   
                    ipFile.seek(countryOffset + 4);   
                } else  
                    loc.setCountry ( readString(countryOffset));   
                // 读取地区标志   
                loc.setArea( readArea(ipFile.getFilePointer()));   
            } else if(b == REDIRECT_MODE_2) {   
                loc.setCountry ( readString(readLong3()));   
                loc.setArea( readArea(offset + 8));   
            } else {   
                loc.setCountry (  readString(ipFile.getFilePointer() - 1));   
                loc.setArea( readArea(ipFile.getFilePointer()));   
            }   
            return loc;   
        } catch (IOException e) {   
            return null;   
        }   
    }      
       
    /**  
     * 给定一个ip国家地区记录的偏移，返回一个IPLocation结构，此方法应用与内存映射文件方式  
     * @param offset 国家记录的起始偏移  
     * @return IPLocation对象  
     */  
    private IPLocation getIPLocation(int offset) {   
        // 跳过4字节ip   
        mbb.position(offset + 4);   
        // 读取第一个字节判断是否标志字节   
        byte b = mbb.get();   
        if(b == REDIRECT_MODE_1) {   
            // 读取国家偏移   
            int countryOffset = readInt3();   
            // 跳转至偏移处   
            mbb.position(countryOffset);   
            // 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向   
            b = mbb.get();   
            if(b == REDIRECT_MODE_2) {   
                loc.setCountry (  readString(readInt3()));   
                mbb.position(countryOffset + 4);   
            } else  
                loc.setCountry (  readString(countryOffset));   
            // 读取地区标志   
            loc.setArea(readArea(mbb.position()));   
        } else if(b == REDIRECT_MODE_2) {   
            loc.setCountry ( readString(readInt3()));   
            loc.setArea(readArea(offset + 8));   
        } else {   
            loc.setCountry (  readString(mbb.position() - 1));   
            loc.setArea(readArea(mbb.position()));   
        }   
        return loc;   
    }   
       
    /**  
     * 从offset偏移开始解析后面的字节，读出一个地区名  
     * @param offset 地区记录的起始偏移  
     * @return 地区名字符串  
     * @throws IOException  
     */  
    private String readArea(long offset) throws IOException {   
        ipFile.seek(offset);   
        byte b = ipFile.readByte();   
        if(b == REDIRECT_MODE_1 || b == REDIRECT_MODE_2) {   
            long areaOffset = readLong3(offset + 1);   
            if(areaOffset == 0)   
                return Message.unknown_area;   
            else  
                return readString(areaOffset);   
        } else  
            return readString(offset);   
    }   
       
    /**  
     * @param offset 地区记录的起始偏移  
     * @return 地区名字符串  
     */  
    private String readArea(int offset) {   
        mbb.position(offset);   
        byte b = mbb.get();   
        if(b == REDIRECT_MODE_1 || b == REDIRECT_MODE_2) {   
            int areaOffset = readInt3();   
            if(areaOffset == 0)   
                return Message.unknown_area;   
            else  
                return readString(areaOffset);   
        } else  
            return readString(offset);   
    }   
       
    /**  
     * 从offset偏移处读取一个以0结束的字符串  
     * @param offset 字符串起始偏移  
     * @return 读取的字符串，出错返回空字符串  
     */  
    private String readString(long offset) {   
        try {   
            ipFile.seek(offset);   
            int i;   
            for(i = 0, buf[i] = ipFile.readByte(); buf[i] != 0; buf[++i] = ipFile.readByte());   
            if(i != 0)    
                return Util.getString(buf, 0, i, "GBK");   
        } catch (IOException e) {              
           e.printStackTrace();
        }   
        return "";   
    }   
       
    /**  
     * 从内存映射文件的offset位置得到一个0结尾字符串  
     * @param offset 字符串起始偏移  
     * @return 读取的字符串，出错返回空字符串  
     */  
    private String readString(int offset) {   
        try {   
            mbb.position(offset);   
            int i;   
            for(i = 0, buf[i] = mbb.get(); buf[i] != 0; buf[++i] = mbb.get());   
            if(i != 0)    
                return Util.getString(buf, 0, i, "GBK");          
        } catch (IllegalArgumentException e) {   
           e.printStackTrace();  
        }   
        return "";      
    } 
}
